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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen multilobalen Hohlfaden mit
Versteifungsrippen im Kernabschnitt und zumindest einem querverlaufenden
Gewebe in jedem Lappen (bzw. Profilvorsprung) und auf eine Spinndüsenplatte
zur Herstellung des Fadens.
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Beschreibung des einschlägigen Stands
der Technik
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Fasern,
die für
die Teppichherstellung von Nutzen sind, weisen bestimmte wünschenswerte
Leistungskriterien auf. Diese Kriterien umfassen eine gute Trittfestigkeit,
ein hohes Deckvermögen
und eine gute Schmutzverbergungsfähigkeit. Was die Fähigkeit
einer gegebenen Faser angeht, diese Leistungskriterien zu erfüllen, ist
die Struktur der Faser entscheidend.
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Die
Trittfestigkeit eines Teppichs hängt
von den Stabilitätseigenschaften
der in dem Teppich verwendeten Polfasern ab. Je höher die
Stabilität
der Faser, desto höher
die Trittfestigkeit des Teppichs. Das Deckvermögen eines Teppichs wird anhand
der Fläche
ermittelt, die durch den Querschnitt der Faser besetzt ist. Für eine gegebene
Kräuselung
ist ein Maß der
Flächenbesetzung
für eine
lobale Faser durch das Modifikationsverhältnis (MR = modification ratio)
der Faser gegeben. Je höher
das Modifikationsverhältnis
der Faser, desto größer das
Deckvermögen
des Teppichs.
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Das
Vorhandensein von Hohlbereichen im Inneren der Faser erhöht das Deckvermögen und
sorgt gleichzeitig für
eine Erhöhung
ihrer Lichtstreufähigkeit
und Senkung ihrer Glanzgebung. Somit bestimmt das Vorhandensein
von Hohlbereichen gekoppelt mit dem Modifikationsverhältnis das
Deckvermögen
und die Schmutzverbergungsfähigkeit
der Faser. Im US-Patent 5,380,592 (Tung) und in der europäischen Patentveröffentlichung
661,391 ist ein trilobaler oder tetralobaler Faden mit einem Hohl kernabschnitt
und einem sich axial erstreckenden Hohlraum in jedem Profilvorsprung
offenbart.
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In
einem weiteren Aspekt reduzieren Hohlfasern mit dem gleichen Modifikationsverhältnis und
Flächeninhalt,
im Vergleich zu Massivfasern, das spezifische Gewicht entsprechend
dem Prozentsatz der Faser, der hohl ist. Ein Hohl- oder („Hohlraum-)
Verhältnis
von zwanzig Prozent reduziert beispielsweise das spezifische Gewicht
oder die Dichte für
Nylonfasern von 1,14 auf 0,91 Gramm pro Kubikzentimeter und reduziert
das spezifische Gewicht für
Polyesterfasern von 1,35 auf 1,08 Gramm pro Kubikzentimeter (in
beiden Fällen
eine Reduktion von zwanzig Prozent). Dies ist für leichtgewichtige Teppiche,
Kleiderstoffe und Gewebe wünschenswert.
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Entwirft
man die Struktur der Faser mit dem Ziel, eines dieser Leistungskriterien
zu verbessern, geht dies häufig
zu Schaden eines anderen Leistungskriteriums. Im US-Patent 5,208,107
(Yeh et al.) weist eine multilobale Synthetikfaser einen einzelnen
sich axial erstreckenden mittigen Hohlraum auf. Obwohl diese Struktur die
Stabilität
der Faser verbessern kann, ist sie zur Verbesserung der Schmutzverbergungsfähigkeit
der Faser nicht hinreichend geeignet.
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Als
weiteres Beispiel zeigt das US-Patent 4,770,938 (Peterson et al.)
eine trilobale Faser mit länglichen
Hohlräumen,
die sich jeweils durch einen Profilvorsprung erstrecken. Obwohl
eine solche Struktur die Schmutzverbergungsfähigkeit der Faser erhöht, sorgt
die mangelnde Steifigkeit dafür,
daß die
Profilvorsprünge
dazu neigen, zusammenzufallen, wodurch die Trittfestigkeit der Faser
gemindert wird. Würde
man die Struktur der Profilvorsprünge versteifen, wie im US-Patent
5,322,736 (Boyle et al.), würde
die Trittfestigkeit der Faser auf Kosten eines erhöhten Polymeranteils
ansteigen.
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In
der US-A-3,493,459 ist ein multilobaler Faden mit einem sich axial
mittig erstreckenden Loch und einem sich axial erstreckenden kleineren
Loch in jedem der Profilvorsprünge
des Fadens offenbart.
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In
Anbetracht der vorstehenden Darlegung wird es als vorteilhaft erachtet,
eine multilobale Faserstruktur zu schaffen, die die Schmutzverbergungsfähigkeit
und das Deckvermögen
der Faser optimiert, ohne dabei die Trittfestigkeit in Mitleidenschaft
zu ziehen und das Volumen des Polymermaterials in der Faser zu erhöhen.
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Den
Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein thermoplastischer
Faden nach Anspruch 1.
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Dessen
bevorzugte Ausführungsformen
sind Gegenstand der Ansprüche
2 bis 6.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Spinndüsenplatte
nach Anspruch 7 zur Erzeugung eines thermoplastischen Fadens gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Deren
bevorzugte Ausführungsformen
sind Gegenstand der Ansprüche
8 bis 13.
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Ein
weiterer Gegenstand ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Garns
für die
Herstellung eines Teppichs.
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KURZFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen thermoplastischen synthetischen
Polymerfaden, der einen Kernabschnitt mit einer Anzahl von N Vorsprüngen, die
mit ihm verbunden sind, aufweist. Bevorzugt können drei oder vier Profilvorsprünge vorgesehen
sein, wodurch jeweils trilobale oder tetralobale Fadenkonfigurationen
definiert werden. Jeder Profilvorsprung weist eine auf ihm befindliche
Spitze auf und ist mit dem Kernabschnitt entlang eines einbeschriebenen
Kreises verbunden. Der Faden weist eine mittige Achse auf, die sich durch
ihn hindurch erstreckt. In dem Kernabschnitt sind N Versteifungsrippen
ausgebildet, wobei sich die Rippen radial einwärts zur Achse des Fadens hin
erstrecken. Die Versteifungsrippen wirken zusammen, um zumindest
N Hohlbereiche in dem Kernabschnitt zu definieren. Jeder Hohlbereich
im Kern ist mit einem jeweiligen Profilvorsprung radial ausgerichtet.
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Bei
einer Ausführungsform
können
die radial inneren Enden der Versteifungsrippen voneinander und von
der Mittelachse des Fadens beabstandet sein, um dadurch Durchlässe innerhalb
des Kernabschnitts zu definieren, durch die die Hohlbereiche miteinander
verbunden sind. Alternativ kann sich jede Versteifungsrippe so erstrecken,
daß sie
auf die anderen Rippen entlang der Fadenachse trifft und sich mit
ihnen verbindet, wodurch die Hohlbereiche im Kernabschnitt voneinander
isoliert sind. Im Inneren des Fadens bilden die Rippen im Kernabschnitt
aneinanderstoßende
Glieder, die einander bei hoher Flächenbelastung kontaktieren,
um so die Steifigkeit und Belastbarkeit des Fadens zu verbessern.
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Jeder
Profilvorsprung weist zumindest eine Öffnung auf, die zwischen der
Spitze des Profilvorsprungs und dem einbeschriebenen Kreis angeordnet
ist. Die Öffnung
in jedem Profilvorsprung und der Hohlbereich des Kernabschnitts,
der mit diesem Profilvorsprung korrespondiert, wirken zusammen,
um an jedem Profilvorsprung ein querverlaufendes Versteifungsgewebe
zu definieren. Durch Vorhandensein des querverlaufenden Versteifungsgewebes
an jedem Profilvorsprung wird verhindert, daß die Längskanten des Profilvorsprungs
zur Außenseite
des Fadens verformt werden, was zu einem hohen Grad an Steifigkeit
und Trittfestigkeit führt.
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Gemäß einer
weiteren modifizierten Ausführungsform
kann jeder Profilvorsprung mit einer zweiten Öffnung versehen sein, so daß die erste
und die zweite Öffnung
zusammenwirken, um am Profilvorsprung ein zweites querverlaufendes
Gewebe zu definieren. Ist die zweite Öffnung vorgesehen, ist sie
in jedem Profilvorsprung zwischen der ersten Öffnung und der Spitze des Profilvorsprungs
angeordnet.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform
kann der Hauptabschnitt von jeder Längskante eines jeden Profilvorsprungs über im wesentlichen
seine gesamte Länge
im wesentlichen linear verlaufen. Der Armwinkel für einen
Faden mit linearer Kante liegt im Bereich von etwa null bis etwa
fünfzehn
Grad. Alternativ ist der Hauptabschnitt einer jeden Längskante über im wesentlichen
ihre gesamte Länge
konvex gekrümmt.
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Ein
beliebiger Faden gemäß einer
der verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung, die hierin veranschaulicht sind, verfügt über ein
Modifikationsverhältnis,
das im Bereich von etwa 1,6 bis etwa 4,0 liegt, und bevorzugt im
Bereich von etwa 2,0 bis 3,0, und noch bevorzugter im Bereich von
etwa 2,3 bis etwa 2,6. Die Fäden
weisen einen Gesamthohlraum-Prozentsatz im Bereich von etwa sieben
(7%) bis etwa dreißig
Prozent (30%) auf, und noch bevorzugter im Bereich von etwa zwölf (12%)
bis etwa zweiundzwanzig Prozent (22%).
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine
Spinndüsenplatte
zur Herstellung eines beliebigen von thermoplastischen synthetischen
Polymerfaden, die vorstehend zusammengefaßt sind. Die Spinndüsenplatte
weist eine Gruppierung von N Paaren von peripheren Schlitzsegmenten
auf, die um einen Mittelpunkt mittig angeordnet sind. Um Profilvorsprünge mit
im wesentlichen linearen oder konvex gekrümmten Längskanten zu bilden, sind die
peripheren Schlitzsegmente jeweils entweder im wesentlichen linear
oder konvex gekrümmt.
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Jedes
periphere Schlitzsegment in jedem Paar ist mit einem benachbarten
peripheren Schlitzsegment an einem Verbindungspunkt verbunden. Ein
rippenbildender Schlitz erstreckt sich radial einwärts von
jedem Verbindungspunkt hin zum Mittelpunkt der Gruppierung. Der
Abstand zwischen dem Verbindungspunkt und dem Mittelpunkt der Gruppierung,
der durch jeweils einen rippenbildenden Schlitz besetzt ist, bestimmt,
ob die Rippen sich an der Achse treffen oder ob die inneren Enden
der Rippen von der Achse beabstandet sind.
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Jedes
Schlitzsegment in jedem Paar ist gegenüber einem Schlitzsegment in
einem anderen Paar angeordnet. Zumindest ein gewebebildender Schlitz
erstreckt sich von jedem peripheren Schlitzsegment hin zu dem peripheren
Schlitzsegment, gegenüber
dem er angeordnet ist. Nach Wunsch kann sich ein zweiter gewebebildender
Schlitz auch von jedem peripheren Schlitzsegment hin zu dem gegenüberliegend
angeordneten peripheren Schlitzsegment erstrecken.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen, die einen Teil dieser Anwendung bilden, näher erläutert. Es
zeigen:
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1A eine Querschnittsansicht
eines erfindungsgemäßen geradkantigen
trilobalen Fadens, bei dem jeder Profilvorsprung ein einzelnes querverlaufendes
Versteifungsgewebe und eine einzelne Öffnung aufweist und bei dem
die Hohlbereiche des Kernabschnitts durch eingeschränkte Durchlässe, die
in den Versteifungsrippen definiert sind, verbunden sind;
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1B eine Unteransicht einer
erfindungsgemäßen Spinndüsenplatte
zur Erzeugung des geradkantigen trilobalen Fadens von 1A;
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2A eine Querschnittsansicht
eines geradkantigen trilobalen Fadens, der im Allgemeinen jenem ähnlich ist,
der in 1A gezeigt ist,
bei dem die Versteifungsrippen miteinander verbunden sind, um die
in dem Kernabschnitt definierten Hohlbereiche zu isolieren;
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2B eine Unteransicht einer
erfindungsgemäßen Spinndüsenplatte
zur Erzeugung des trilobalen Fadens von 2A;
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3A u. 4A Querschnittsansichten analog zu den
jeweils in 1A und 2A gezeigten Ansichten der
geradkantigen trilobalen Fäden,
bei denen jeder Profilvorsprung über
ein zweites querverlaufendes Versteifungsgewebe und eine zweite Öffnung verfügt;
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3B u. 4B Unteransichten von erfindungsgemäßen Spinndüsenplatten
zur Erzeugung von trilobalen Fäden
von jeweils 3A und 4A;
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5A, 6A, 7A u. 8A jeweils Querschnittsansichten
analog zu den jeweils in den 1A bis 4A gezeigten Ansichten der
trilobalen Fäden,
bei denen die Längskanten
eines jeden Profilvorsprungs konvex gekrümmt sind;
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5B bis 8B Unteransichten von erfindungsgemäßen Spinndüsenplatten
zur Erzeugung der trilobalen Fäden
von jeweils den 5A bis 8A;
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9A bis 10A Querschnittsansichten analog zu den
jeweils in 1A und 2A gezeigten Ansichten von
tetralobalen Fäden,
bei denen jeder Profilvorsprung geradlinige Kanten und eine einzelne Öffnung aufweist;
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9B u. 10B Unteransichten von erfindungsgemäßen Spinndüsenplatten
zur Herstellung der tetralobalen Fäden von jeweils 9A und 10A;
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11A u. 12A Querschnittsansichten analog zu den
jeweils in 5A und 6A gezeigten Ansichten der
tetralobalen Fäden,
bei denen jeder Profilvorsprung über
konvex gekrümmte
Kanten und über
eine einzelne Öffnung
verfügt;
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11B u. 12B Unteransichten von erfindungsgemäßen Spinndüsenplatten
zur Erzeugung von trilobalen Fäden
von jeweils 11A und 12A;
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13A eine Querschnittsansicht
analog zu der in 3A gezeigten
Ansicht, die einen tetralobalen Faden darstellt, bei dem jeder Profilvorsprung
geradlinige Kanten mit zwei Öffnungen
aufweist, und bei dem die Hohlbereiche des Kernabschnitts durch
eingeschränkte
Durchlässe,
die durch die Versteifungsrippen definiert sind, verbunden sind;
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13B eine Unteransicht einer
erfindungsgemäßen Spinndüsenplatte
zur Erzeugung des geradlinigen tetralobalen Fadens von 13A;
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14A eine Querschnittsansicht
analog zu der in 8A gezeigten
Ansicht, die einen tetralobalen Faden zeigt, bei dem jeder Profilvorsprung über konvex
gekrümmte
Kanten mit zwei Öffnungen
verfügt,
und bei dem die Versteifungsrippen miteinander verbunden sind, um
die in dem Kernabschnitt definierten Hohlbereiche zu isolieren;
und
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14B eine Unteransicht einer
erfindungsgemäßen Spinndüsenplatte
zur Erzeugung des tetralobalen Fadens mit konvex gekrümmten Kanten,
wie in 14A gezeigt ist.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei
der nachstehenden ausführlichen
Erfindung beziehen sich identische Bezugszeichen auf identische
Elemente in allen Figuren der Zeichnungen.
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Faden
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1A ist eine Querschnittsansicht
eines trilobalen thermoplastischen synthetischen Polymerfadens, der
entsprechend der vorliegenden Erfindung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet
ist. Ein erfindungsgemäßer Faden
kann unter Verwendung eines beliebigen synthetischen, linearen,
thermoplastischen schmelzspinnbaren Polymers, das Polyamide, Polyester
und Polyolefine umfaßt,
hergestellt werden. Nach dem Schmelzen wird das Polymer durch eine
Spinndüsenplatte
(die nachstehend beschrieben wird) unter Bedingungen extrudiert
(„gesponnen"), die abhängig von
dem individuellen Polymer und dem speziellen Faden, der gesponnen
wird, variieren, um dadurch einen Faden mit einem gewünschten
Denier und einem gewünschten
Hohlraumprozentsatz zu erzeugen. Der Hohlraumprozentsatz kann durch
rascheres Abschrecken und Erhöhen
der Schmelzviskosität
erhöht
werden, was den Materialfluß verlangsamen
kann, wodurch eine robuste, ausgeprägte Formung stattfinden kann.
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Der
Faden 10, der in 1A gezeigt
ist, weist einen mittig angeordneten Kernabschnitt 12 mit
drei Profilvorsprüngen 14A, 14B und 14C auf,
die mit ihm verbunden sind (d. h. die Anzahl N = drei). Eine Achse 10A erstreckt
sich mittig und axial durch den Kernabschnitt 12 des Fadens 10.
Jeder Profilvorsprung 14A, 14B, 14C endet
jeweils in einer allgemein abgerundeten Spitze 16A, 16B, 16C.
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Die
Spitzen 16A, 16B, 16C eines jeden Profilvorsprungs 14A, 14B, 14C liegen
auf einem einbeschriebenen Kreis 18 mit einem Radius R1, der auf der Achse 10A zentriert
ist. Die Verbindung zwischen jedem Profilvorsprung 14A, 14B, 14C und
dem Kernabschnitt 12 liegt auf einem einbeschriebenen Kreis 22 mit
einem Radius R2, der auf der Achse 10A zentriert
ist. Das Modifikationsverhältnis
(d. h. das Verhältnis
des Radius R1 zum Radius R2)
des Fadens 10 liegt im Bereich von etwa 1,6 bis etwa 4,0,
bevorzugter im Bereich von etwa 2,0 bis 3,0 und am bevorzugtesten
im Bereich von etwa 2,3 bis etwa 2,6.
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Der
Hauptabschnitt von jeder Längskante 24A, 24B eines
jeden Profilvorsprungs 14A, 14C, 14C verläuft im wesentlichen
linear, so daß entlang
der im wesentlichen gesamten Länge
zwischen der Spitze 16A, 16B, 16C und
der Verbindung des jeweiligen Profilvorsprungs 14A, 14B, 14C zum
Kernabschnitt 12 ein im wesentliches „geradliniges" Erscheinungsbild
vorgesehen ist. Die Längskanten 24A, 24B von
jedem Profilvorsprung 14A, 14B, 14C laufen
aufeinander zu, um für
jeden Profilvorsprung 14A, 14B, 14C einen
Armwinkel 26 zu definieren. Der Armwinkel 26 liegt
im Bereich von etwa null bis etwa fünfzehn (15°) Grad.
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Der
Kernabschnitt 12 weist drei in ihm ausgebildete Versteifungsrippen 30A, 30B, 30C auf.
Die Rippen 30A, 30B, 30C liegen innerhalb
des einbeschriebenen Kreises 22 und erstrecken sich innerhalb
des Kernabschnitts 12 in einer radial nach innen gewandten
Richtung hin zur Achse 10A des Fadens. Jede Rippe 30A, 30B, 30C weist
ein jeweiliges auf ihr befindliches inneres Ende 32A, 32B, 32C auf.
Die Rippen 30A, 30B, 30C wirken zusammen,
um drei Hohlbereiche 36A, 36B, 36C im
Kernabschnitt 12 zu definieren. Die Hohlbereiche 36A, 36B, 36C erstrecken
sich axial durch den Faden 10. Jeder Hohlbereich 36A, 36B, 36C ist
(in bezug auf die Mittelachse 10A) radial mit einem jeweiligen
Profilvorsprung 14A, 14B, 14C ausgerichtet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung weist zumindest jeder Profilvorsprung 14A, 14B, 14C zumindest jeweils
eine in ihm befindliche Öffnung 40A, 40B, 40C auf.
Die Öffnung 40A, 40B, 40C in
jedem jeweiligen Profilvorsprung 14A, 14B, 14C ist
zwischen der Spitze 16A, 16B, 16C des
Profilvorsprungs und dem einbeschriebenen Kreis 22 angeordnet.
Die Öffnungen 40A, 40B, 40C erstrecken
sich ebenfalls axial durch den Faden 10. Die Öffnung 40A, 40B, 40C sowie
der Hohlbereich 36A, 36B, 36C, der mit
dem Profilvorsprung korrespondiert, wirken zusammen, um ein querverlaufendes
Gewebe 42A, 42B, 42C zu definieren, das
sich über den
Profilvorsprung erstreckt.
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Bei
der erfindungsgemäßen Ausführungsform,
die in 14A dargestellt
ist, sind die radial inneren Enden 32A, 32B, 32C der
benachbarten Versteifungsrippen 30A, 30B, 30C voneinander
und von der Mittelachse 10A des Fadens 10 beabstandet.
Die Beabstandung zwischen den inneren Enden 32A, 32B, 32C der benachbarten
Rippen 30A, 30B, 30C definiert Durchlässe 46A, 46B, 46C,
durch die die Hohlbereiche 36A, 36B, 36C miteinander
verbunden sein können.
Bei der dargestellten Ausführungsform
ist die Querabmessung der Durchlässe 46 in
bezug auf die Querabmessung des zugeordneten Hohlbereichs 36 relativ
eingeschränkt, obwohl
eine solche Beziehung nicht erforderlich wäre.
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Bei
der in 1A gezeigten
Ausführungsform
bilden die Hohlbereiche 36A, 36B, 36 und
die Durchlässe 46A, 46B, 46C einen
einheitlichen Hohlraum, der sich mit tig und axial durch den Kernabschnitt 12 des Fadens 10 erstreckt.
Die im Vergleich zu den Hohlbereichen 36A, 36B, 36C relativ
eingeschränkte
Form der Durchlässe 46A, 46B, 46C verleiht
dem einheitlich ausgebildeten Hohlraum eine im Allgemeinen „kleeblattartige" oder „propellerartige" Form.
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Das
Vorliegen der Öffnungen 40A, 40B, 40C zusammen
mit dem einheitlich ausgebildeten, mittig axialen Hohlraum, der
durch die Hohlbereiche 36A, 36B, 36C und
die Durchlässe 46A, 46B, 46C ausgebildet
ist, resultiert in einem Faden 10, bei dem der Querschnitt
einen Gesamthohlraumprozentsatz (der hierin auch als „Hohlraum%", d. h. der Prozentsatz
des „offenen
Raums" im Inneren
des Fadens bezeichnet wird) aufweist, der im Bereich von etwa sieben
(7%) bis etwa dreißig
Prozent (30%) liegt. Bevorzugter liegt der Gesamthohlraumprozentsatz
im Bereich von etwa zwölf
(12%) bis etwa zweiundzwanzig (22%). Wie durch die hierin nachstehenden
Beispiele demonstriert wird, verkörpert der erfindungsgemäße Faden 10 verschiedene
strukturelle Kompromisse, die gegenüber allen erwünschten
Leistungskriterien zu einem akzeptablen Leistungsverhalten führen. Das
Modifikationsverhältnis,
der Armwinkel und der Hohlraumprozentsatz wirken zusammen, um dem Faden 10 ein
hohes Deckvermögen,
geringen Glanz und ein gutes Schmutzverbergungsverhalten zu verleihen.
Das Versteifungsgewebe 42 in jedem Profilvorsprung 14 hemmt
den Zusammenbruch des Profilvorsprungs infolge einer hohen Krafteinwirkung,
während
die Rippen 30A, 30B, 30C im Kernabschnitt 12 aneinandergrenzende
Glieder im Inneren des Fadens bilden, die einander bei hoher Flächenbelastung
kontaktieren, um die Steifigkeit und Belastbarkeit des Fadens zu
verbessern. Durch das Vorhandensein dieser strukturellen Merkmale
wird dem Faden eine gute Trittfestigkeit verliehen.
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Spinndüsenplatte
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1B stellt die untere Oberfläche 50B eines
Abschnitts einer Spinndüsenplatte 50 zur
Erzeugung des Fadens 10 dar, der in 1A dargestellt ist. Wie in der Technik
bekannt ist, handelt es sich bei einer Spinndüsenplatte 50 um ein
relativ massives Bauteil mit einer oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche 50B. Die
obere Oberfläche
der Spinndüsenplatte
ist mit einer Ausnehmung (nicht gezeigt) versehen, wodurch eine Verbindung
der Platte 50 mit einer Polymerquelle bewirkt wer den kann.
Abhängig
von der Rheologie des verwendeten Polymers, können die unteren Randbereiche
der Ausnehmung geneigt sein, um den Polymerfluß von der Versorgungsquelle
bis zur Spinndüsenplatte
zu vereinfachen.
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Eine
Kapillaranordnung, die allgemein durch das Bezugszeichen 54 angezeigt
ist, erstreckt sich von ihrer mit einer Ausnehmung versehenen oberen
Oberfläche
zur unteren Oberfläche 50B durch
die Platte 50. Wie in 1B zu
sehen ist, ist die Kapillaranordnung 54 durch eine Gruppierung
von peripheren Schlitzen 56A, 56B, 56C definiert,
die um einen Mittelpunkt 58 mittig angeordnet ist. Jeder
periphere Schlitz 56A, 56B, 56C weist
an sich ein Paar von Schlitzsegmenten auf, die allgemein durch die
Bezugszeichen 60, 62 angezeigt sind. Somit weist
der periphere Schlitz 56A gepaarte Schlitzsegmente 60A, 62A auf;
der periphere Schlitz 56B weist gepaarte Schlitzsegmente 60B, 62B auf;
während
der periphere Schlitz 56C gepaarte Schlitzsegmente 60C, 62C aufweist.
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Jedes
Schlitzsegment 60 ist mit seinem gepaarten Schlitzsegment 62 an
einem Verbindungspunkt 64 verbunden. Ein rippenbildender
Schlitz 66 erstreckt sich von jedem Verbindungspunkt 64 hin
zum Mittelpunkt 58 der Gruppierung. Jedes Schlitzsegment 60, 62 weist
einen allgemein linearen Abschnitt 60L, 62L auf,
der sich vom Verbindungspunkt 64 hin zu einem allgemein
abgerundeten freien Ende 60R, 62R erstreckt. Diese Anordnung
dient zur Ausbildung der Profilvorsprünge 14, die lineare
Längskanten
mit allgemein abgerundeten Spitzen aufweisen. Der Radius der abgerundeten
freien Enden 60R, 62R ist auf einen Ursprungspunkt 68 zentriert.
Benachbarte abgerundete Enden 60R, 62R sind durch
einen Zwischenraum 63 beabstandet.
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Jedes
Schlitzsegment 60, 62 in einem peripheren Schlitz 56A, 56B, 56C ist
gegenüber
einem Schlitzsegment angeordnet, das einen weiteren peripheren Schlitz
ausbildet. Somit befindet sich das Schlitzsegment 60A,
das in dem peripheren Schlitz 56A enthalten ist, gegenüber dem
Schlitzsegment 62C, das in dem peripheren Schlitz 56C umfaßt ist.
Das Schlitzsegment 62A, das in dem peripheren Schlitz 56A umfaßt ist,
befindet sich gegenüber
dem Schlitzsegment 60B in dem peripheren Schlitz 56B.
Desglei chen befindet sich das Schlitzsegment 62B, das in
dem peripheren Schlitz 56B enthalten ist, gegenüber dem
Schlitzsegment 60C, das in dem peripheren Schlitz 56C enthalten
ist.
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Der
Abstand zwischen dem Verbindungspunkt 64 und dem Mittelpunkt 58 der
Gruppierung, der durch jeweils einen rippenbildenden Schlitz 66 besetzt
ist, bestimmt, ob die radial inneren Enden 32A, 32B, 32C der jeweiligen
Versteifungsrippen 30A, 30B, 30C miteinander
verbunden sind oder voneinander und von der Mittelachse 10A des
Fadens 10 (wie in 1A)
beabstandet sind. Um sicherzustellen, daß die inneren Enden der Rippen
sich entlang der Achse verbinden (und somit dazu dienen, die Hohlbereiche
im Kernabschnitt voneinander zu isolieren). sollten sich die rippenbildenden
Schlitze allgemein zumindest auf zwei Drittel des Abstands zwischen
dem Verbindungspunkt und dem Mittelpunkt der Gruppierung erstrecken.
Wenn sich die rippenbildenden Schlitze hingegen auf weniger als
die Hälfte
des Abstands zwischen dem Verbindungspunkt und dem Mittelpunkt der
Gruppierung erstrecken, dann sind die inneren Enden der Rippen voneinander
und von der Achse beabstandet. Wenn sich die rippenbildenden Schlitze
auf zumindest die Hälfte,
jedoch weniger als zwei Drittel des Abstands zwischen dem Verbindungspunkt
und dem Mittelpunkt der Gruppierung erstrecken, dann bestimmt die
Viskosität,
ob sich die Rippen an der Achse des Fadens miteinander verbinden.
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Die
gewebebildenden Schlitze 70, 72 sind jeweils auf
jedem peripheren Schlitzsegment 60, 62 vorgesehen.
Der gewebebildende Schlitz 70, 72 auf einem beliebigen
gegebenen Schlitzsegment 60, 62 erstreckt sich
(je nachdem) hin zu einem korrespondierenden gewebebildenden Schlitz 70, 72,
der auf dem Schlitzsegment 60, 62 vorgesehen ist,
gegenüber
dem das gegebene Schlitzsegment angeordnet ist. Die inneren Enden der
gewebebildenden Schlitze 70, 72 sind durch einen
Raum 74 getrennt.
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In 1B (und auf allen der andere
Ansichten der hierin erörterten
Spinndüsenplatten)
werden alphabetische Bezugszeichen verwendet, um die Abmessungen
der verschiedenen Merkmale der Spinndüsenplatte 50 anzuzeigen,
die entsprechende Merkmale des Fadens 10 von 1A bilden. In 1B bezieht sich das Zeichen
A auf den Abstand von der Mitte 58 der Gruppierung zum
Ursprung 68 der abgerundeten freien Enden 60R, 62R der
Segmente 60, 62, während das Zeichen B für die Abmessung
des Radius dieser freien Enden 60R, 62R steht.
Das Zeichen C stellt den Abstand vom Mittelpunkt 58 zur
inneren Wand eines jeden Schlitzes 70, 72 dar.
Das Zeichen D stellt die Beabstandung zwischen den inneren Enden
der Schlitze 66 dar. Das Zeichen E stellt die Abmessung
des Zwischenraums 63 dar, wohingegen des Zeichen F die
Abmessung des Raums 74 darstellt. Das Zeichen G stellt
die Breite der peripheren Schlitze 56 dar. Das Zeichen
H bezeichnet die Breite der Schlitze 66, 72.
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Ein
aus der Kapillaranordnung 54 extrudiertes Polymer bildet
den in 1A dargestellten
Faden. Das Vorhandensein der allgemein linearen Abschnitte 60L, 62L mit
allgemein abgerundeten freien Enden 60R, 62R dient
dazu, einen Faden 10 mit Profilvorsprüngen 14 mit linearen
(„geraden") Längskanten 24 und
allgemein abgerundeten Spitzen 16 auszubilden. Die Beabstandung
zwischen den einander gegenüberliegenden
inneren Enden der gewebebildenden Schlitze 70, 72 stellt
sicher, daß das
Polymer zusammenfließt,
um ein Gewebe 42 herzustellen, das in jedem Profilvorsprung 14 querverläuft.
-
Das
aus den Schlitzen 66 austretende Polymer definiert die
Rippen 32. In 1B besetzten
die rippenbildenden Schlitze 66 weniger als die Hälfte des
Abstands zwischen dem Verbindungspunkt 64 und dem Mittelpunkt 58 der
Gruppierung, und die inneren Enden 32 der Versteifungsrippen 30 sind
voneinander und von der Achse beabstandet, und die Hohlbereiche 36 sind
durch Durchlässe 36 miteinander
verbunden.
-
Typische
numerische Werte der verschiedenen Abmessungen, die durch die alphabetischen
Bezugszeichen in 1B angezeigt
sind, sind wie folgt (1 Zoll ('') = 2,54 cm):
-
-
-
Diese
Abmessungen sind alle mit einem Armwinkel von null Grad angegeben.
-
Jede
der Spinndüsenplatten 40,
die hierin gezeigt sind, können
unter Verwendung der Lasertechnik, die im US-Patent 5,168,143 (Kobsa
et al., QP-4171-A) offenbart ist, das an die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen
wurde, hergestellt werden.
-
Eine
modifizierte Ausführungsform
des Fadens 10 ist in 2A gezeigt.
Der modifizierte Faden 10 von 2A ist mit dem von 1A dahingehend identisch, daß er geradlinige
Profilvorsprünge
mit abgerundete Profilvorsprungsenden aufweist. Der modifizierte
Faden 10 von 2A unterscheidet
sich vom Faden von 1A dahingehend,
daß die
Hohlbereiche 36 im Kernabschnitt 12 vollkommen
voneinander isoliert sind. Wie bei dem Faden von 1A der Fall ist, plazieren die Rippen 30 im
Kern und das Versteifungsgewebe 42 in jedem Profilvorsprung 14 ausreichend
Material zwischen die Hohlbereiche 36 und die Öffnungen 40,
um ein Flachdrücken
des Fadens bei hoher Flächenbelastung
zu hemmen.
-
Typische
numerische Werte der verschiedenen Abmessungen, die durch die alphabetischen
Bezugszeichen in 2B (mit
einem Armwinkel von null Grad) angezeigt sind, sind wie folgt (1
Zoll ('') = 2,54 cm):
-
-
Besondere
Beachtung verdient die Größe der Abmessung
D, der Abstand zwischen den rippenbildenden Schlitzen 66 und
der Mitte der Gruppierung 58. In 1B ist die Abmessung D (0,24 cm = 0,095'') größer als
die Abmessung D in 2B (0,168
cm = 0,066''). Die rippenförmigen Schlitze 66 in
der Spinndüse
von 2B erstrecken sich
hin zum Mittelpunkt 58 um einen Abstand, der größer ist
als zwei Drittel des Abstands zwischen dem Verbindungspunkt 64 und
dem Mittelpunkt 58 der Gruppierung. Dementsprechend verbinden sich
die Versteifungsrippen 30 des Fadens von 2A miteinander, um die Hohlbereiche 36 voneinander
zu isolieren. In 1B erstrecken
sich die rippenbildenden Schlitze 66 um weniger als die
Hälfte
des Abstands zwischen dem Verbindungspunkt 64 und dem Mittelpunkt 58 der
Gruppierung, so daß die
Enden der Rippen 30 in 1A voneinander
beabstandet sind.
-
3A und 4A zeigen noch weitere modifizierte Ausführungsformen
eines Fadens 10 mit geradlinigen Profilvorsprüngen mit
abgerundeten Enden, die in 1A und 2A gezeigt sind. Der Faden
von 3A und 4A unterscheidet sich jedoch
von seinen jeweiligen Gegenstücken
in 1A und 2A durch das Vorhandensein
einer zweiten Öffnung 41 in
jedem Profilvorsprung 14. Die zweite Öffnung 41 ist zwischen
der ersten Öffnung 40 und
der Spitze 16 des Profilvorsprungs 14 angeordnet.
In jedem Profilvorsprung wirken die erste Öffnung 40 und die
zweite Öffnung 41 zusammen,
um ein zweites querverlaufendes Versteifungsgewebe 43 zu
definieren. Der Faden von 3A und 4A weist jeweils genügend Material
zwischen den Hohlbereichen 36 und den Öffnungen 40 auf, um
ein Flachdrücken
des Fadens bei hoher Flächenbelastung
zu hemmen.
-
3B und 4B zeigen Spinndüsen 50, die zur Herstellung
der einander entsprechenden Fäden
verwendet werden, die jeweils in 3A, 4A dargestellt sind. In 3B und 4B weist jedes Schlitzsegment 60, 62 jeweils
einen zweiten gewebebildenden Schlitz 71, 73 auf.
Der zweite gewebebildende Schlitz befindet sich auf einem Schlitzsegment 60, 62 zwischen
dem ersten Schlitz 70, 72 und dem freien Ende 60R, 62R (je
nach dem). Das Bezugszeichen C1 in diesen 3B, 4B stellt
den Abstand vom Mittelpunkt 58 zur inneren Wand von jedem
zweiten gewebebildenden Schlitz 71, 73 dar.
-
Typische
numerische Werte der verschiedenen Abmessungen in 3B (in einem Armwinkel von null Grad)
sind wie folgt (1 Zoll = 2,54 cm):
-
-
Für 4B sind die typischen numerischen
Werte der verschiedenen Abmessungen (mit einem Armwinkel von null
Grad) wie folgt (1 Zoll ('') = 2,54 cm):
-
-
Ähnlich zu
den Spinndüsen
von 1B und 2B, ist die Abmessung D des
rippenbildenden Schlitzes 66 in 3B und 4B unterschiedlich.
In 3B ist die Abmessung
D gleich 0,24 cm (= 0,095) (die Schlitze 66 erstrecken
sich um weniger als die Hälfte
des Abstands zwischen dem Verbindungspunkt 64 und dem Mittelpunkt 58 der
Gruppierung), wodurch ein Faden gebildet wird, bei dem die Enden
der Rippen voneinander beabstandet sind (3A). Bei der Spinndüse von 4B beträgt die Abmessung D = 0,168
cm (0,066'') (die Schlitze 66 erstrecken
sich um mehr als zwei Drittel des Abstands zwischen dem Verbindungspunkt 64 und dem
Mittelpunkt 58 der Gruppierung), so daß die inneren Enden der Rippen 30 einander
kontaktieren (4A).
-
Die
in den 5A, 6A, 7A und 8A gezeigten
Fäden entsprechen,
mit Ausnahme der Konfiguration der Profilvorsprünge 14, jeweils den
Fäden von 1A und 4A. Die Fäden der 5A, 6A, 7A und 8A weisen jeweils Profilvorsprünge 14 mit
konvex gekrümmten
Längskanten 24 und
warzenförmige
Enden 16 an den Profilvorsprüngen auf. Jedes Schlitzsegment
verfügt
in der Nähe
des Verbindungspunkts 64 über abgerundete Bereiche, um
am Umfang des Fadens, zwischen den benachbarten Profilvorsprüngen 14 konkave
Scheitelpunkte 25 zu definieren. Erfindungsgemäß weisen
all diese Fä den
genügend
Material zwischen den Profilvorsprüngen auf, um ein Flachdrücken des
Fadens bei Belastung zu verhindern.
-
Die
Profilvorsprünge 14 der
Fäden von 5A und 6A weisen jeweils eine einzelne Versteifungsrippe 42 auf.
Die Kernbereiche 36 in 5A sind
miteinander verbunden, während
in 6A die Kernbereiche 36 isoliert
sind. Die Profilvorsprünge 14 der
Fäden von 7A und 8A weisen jeweils ein Paar von Versteifungsrippen 42, 43 auf.
Die Kernbereiche 36 in 7A sind
miteinander verbunden, während
in 8A die Kernbereiche 36 isoliert
sind.
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5B und 6B stellen Spinndüsenstrukturen dar, die den
Fäden von 5A und 6A entsprechen. Diese Spinndüsenstrukturen
haben allgemein mit jenen Ähnlichkeit,
die an früherer
Stelle gezeigt wurden, außer, daß die linearen
Abschnitte 60L, 62L, die in den Spinndüsen von 1B bis 4B vorhanden sind, weggelassen wurden.
Jedes Schlitzsegment 56 ist durch einen gerundeten oder
bogenförmigen
Abschnitt 60R, 62R definiert, der auf einen Ursprung 68 zentriert
ist, der jeweils den konvex gekrümmten
Längskanten
der Profilvorsprünge
entspricht. Jeder Profilvorsprung 14 weist somit eine Konfiguration
auf, die einem gothischen Bogen ähnelt.
Die bogenförmigen
Abschnitte 60R, 62R sind in der Nähe des Verbindungspunkts 64 durch
einen abgerundeten Übergangsbereich 65 verbunden,
der die konkaven Scheitelpunkte definiert. Das Bezugszeichen A steht
immer noch für
den Abstand von der Mitte 58 der Gruppierung zum Ursprung 68,
während
die Bezugszeichen B und B1 jeweils den Radius der abgerundeten Abschnitte 60R, 62R der
Profilvorsprünge
und den Radius des Übergangsbereichs 65 bezeichnen.
Der Deutlichkeit halber ist jedoch nur einer dieser Radien gezeigt.
Die Querabmessung des rippenbildenden Schlitzes 66 ist
durch das Bezugszeichen H angegeben, während die Querabmessung der
gewebebildenden Schlitze 70, 72 durch das Bezugszeichen
H1 angegeben ist.
-
Typische
numerische Werte der verschiedenen Abmessungen, die durch die alphabetischen
Bezugszeichen sowohl in 5B als
auch 6B angezeigt sind,
sind wie folgt (1 Zoll ('') = 2,54 cm):
-
-
In 5A sind die Hohlbereiche 36 durch
die Durchlässe 46 miteinander
verbunden, um dem einheitlich geformten Hohlraum im Kern eine „kleeblattartige" Form zu verleihen.
In 6A sind die Hohlbereiche 36 voneinander
isoliert. Wie in Verbindung mit 2B und 4B erörtert, ist es zur Bildung solcher
Fäden lediglich erforderlich,
den Abstand, um den sich die rippenbildenen Schlitze 66 zur
Mitte 58 hin erstrecken, zu modifizieren, wie durch die
Abmessung D angegeben ist. In 5B beträgt die Abmessung
D = 0,025 cm (0,010''), und die Schlitze 66 besetzen
weniger als die Hälfte
des Abstands zwischen dem Verbindungspunkt 64 und dem Mittelpunkt 58 der
Gruppierung. In 6B beträgt die Abmessung
D gleich 0,017 cm (0,0066''), und die Schlitze 66 besetzen
mehr als zwei Drittel des Abstands zwischen dem Verbindungspunkt 64 und
dem Mittelpunkt 58 der Gruppierung.
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Typische
numerische Werte der verschiedenen Abmessungen, die durch die alphabetischen
Bezugszeichen sowohl auf 7B als
auch 8B angezeigt sind,
sind wie folgt (1 Zoll = 2,54 cm):
-
-
In 7B (Ihre 10A) beträgt die Abmessung D = 0,24 cm
(0,095''), und die Schlitze
besetzen weniger als die Hälfte
des Abstands zwischen dem Verbindungspunkt 64 und dem Mittelpunkt 58 der
Gruppierung, wodurch dem Kernbereich eine kleeblattartige Form verliehen
wird. In 8B beträgt die entsprechende Abmessung
D gleich 0,017 cm (0,0066''), und die Schlitze 66 erstrecken
sich um mehr als zwei Drittel des Abstands zwischen dem Verbindungspunkt 64 und
dem Mittelpunkt 58 der Gruppierung. Die Rippen 32 (8A) sind miteinander verbunden.
-
1A bis 8A stellen die vorliegende Erfindung
dar, die auf einen trilobalen Faden (d. h. die Anzahl N beträgt drei)
angewendet wird. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in Form eines
tetralobalen Fadens (d. h. die Anzahl N beträgt vier) mit vier Profilvorsprüngen 14A, 14B, 14C und 14D implementiert
werden. Die Vorsprünge
können
entweder gerade oder konvex gekrümmte
Längskanten
aufweisen, mit entweder einem einzelnen oder doppelten Versteifungsgewebe
in jedem Profilvorsprung, und mit entweder verbundenen oder isolierten
Hohlbereichen im Kern. Verschiedene Ausführungsformen von tetralobalen
Fäden mit
einer einzelnen Öffnung
in jedem Profilvorsprung sind in 9A bis 12A gezeigt. Die 13A und 14A stellen tetralobale Fäden mit
einem Paar von Öffnungen
dar, die in jedem Profilvorsprung angeordnet sind.
-
9A und 10A zeigen geradkantige tetralobale Fäden mit
verbundenen und isolierten Hohlbereichen 36 analog zu den
Fäden von
jeweils 1A und 2A. 11A und 12A zeigen
tetralobale Fäden,
bei denen jeder Profilvorsprung konvex gekrümmte Kanten aufweist, mit entweder
verbundenen oder isolierten Hohlbereichen 36, analog zu
den Fäden
von 5A bzw. 6A. Bei den Fäden von 11A und 12A treffen sich die konvex gekrümmten Kanten
ohne das Vorliegen des abgerundeten Scheitelpunkts 5 (7A, 8A).
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9B, 10B, 11B, 12B zeigen jeweils Spinndüsen zum
Bilden der Fäden
von 9A, 10A, 11A und 12A. Typische Abmessungen
der Spinndüsenöffnungen
von 9B und 10B sind jeweils mit denen
für die Spinndüsen von 1B und 2B identisch. Die Abmessungen der Spinndüsenöffnungen
für 11B und 12B sind jeweils mit den Abmessungen
der Spinndüsen
von 5B und 6B identisch.
-
13A stellt einen geradkantigen
tetralobalen Faden dar, der unter Verwendung einer Spinndüse hergestellt
wurde, wie z. B. der in 13B gezeigten.
Der Faden weist ein Paar von Öffnungen 40, 41 und
ein Paar von Geweben 42, 43 in jedem Profilvorsprung 14 und
in Verbindung stehende Hohlbereiche 36 im Kern auf. Typische
numerische Werte für
die verschiedenen Merkmale der Spinndüse von 13B entsprechen jenen von 3B. Zur Erzeugung eines
geradkantigen tetralobalen Fadens mit isolierten Hohlbereichen 36 im Kern
kann eine Spinndüse
verwendet werden, die in ihrer Größe und Form analog zu der in 4B gezeigten ist.
-
14A stellt einen tetralobalen
Faden mit konvex gekrümmten
Längskanten
dar. Der Faden weist ein Paar von Öffnungen 40 in jedem
Profilvorsprung 14 und isolierte Hohlbereiche 36 im
Kern auf. 14B stellt
eine Spinndüse
dar, die zur Erzeugung dieses Fadens verwendet werden kann. Typische
numerische Werte für
die verschiedenen Merkmale der Spinndüse von 14B entsprechen jenen von 8B. Eine Spinndüse, die
in Form und Größe zu der
in 7B gezeigten analog
ist, kann zur Erzeugung eines konvex gekrümmten tetralobalen Fadens mit
in Verbindung stehenden Hohlbereichen 36 im Kern verwendet
werden.
-
TESTVERFAHREN
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Glanz- und Glitzer – Garn
-
Glanz
ist eine Eigenschaft, die sich auf die Reflexion oder Brechung von
parallelen oder gerichteten Lichtstrahlen durch verschiedene Schnittstellen
der Faser bezieht. Ein geringerer Glanz entspricht einer höheren Lichtstreuung.
Glitzer ist die Eigenschaft, die erzeugt wird, wenn Licht von einer
Fläche
einer Faser reflektiert oder gebrochen wird, wodurch sich diese
Fläche
von ihrer Umgebung unterscheidet. Dies wird normalerweise mit einem „Funkeln" der Faser beschrieben.
Weniger Glitzer resultiert in einer Faser mit einem Glanz, der eher
dem Glanz einer Naturfaser ähnelt.
-
Die
Glanz- und Glitzermessungen, die hierin für die Vergleichs- und die Beispiels-
(erfindungsgemäßen) Garnproben
aufgeführt
sind (Tabelle 1), wurden aus Reflexionsgradmessungen erhalten, die
unter Verwendung eines herkömmlichen
Glanzmeß instruments
auf Basis eines Photo-Goniometers vorgenommen wurden. Zur Anwendung
kamen ein feststehender Einfallswinkel (45 Grad) und ein variierter
Erfassungswinkel. Jede Garnprobe wurde parallel auf einer 20 mm × 100 mm
großen
Karte aufgewickelt und ihr Reflexionsgrad wurde durch das Instrument
gemessen. Die Halbwertsbreite (HPW = half-peak width), die aus dem
Aufzeichnungsdiagramm des Instruments erhalten wurde, bildet ein
Maß des
Glanzes, wobei eine kleinere HPW für mehr Glanz steht. Die Ergebnisse
dieses Tests sind in Tabelle 1 unter der Überschrift „HPW" aufgeführt.
-
Glanz
und Glitzer der Beispiels- und Vergleichsbeispiels-Garnproben wurden
außerdem
unter Verwendung von subjektiv-visuellen Glanz- und Glitzertests
ermittelt. Die Proben wurden unter Verwendung eines hochintensiven
Lichts bestrahlt und von sechs Beobachtern betrachtet. Die Garnprobe
mit dem höchsten Glanzwert
wurde mit „5" bewertet, und die
Garnprobe mit dem niedrigsten Glanzwert wurde von den Beobachtern
jeweils mit 1'' bewertet. Die Bewertung
für den
höchsten
Glanzwert betrug daher 6 × 5
= 30. Diese Bewertungen sind in Tabelle 1 unter der Überschrift „Subjektiver
Glanz" angezeigt.
Für Glitzer
kam eine Einstufung mit einem höchsten
Glitzerwert = „1" und einem geringsten
Glitzerwert = „5" zur Anwendung. Diese
Bewertungen sind in Tabelle 1 unter der Überschrift „Glitzer" angezeigt.
-
Glanz- und Glitzer – Teppich
-
Die
hierin angeführten
Glanz- und Glitzermessungen für
Teppichproben wurden aus internen Reflexionsmessungen erhalten.
Der Prozentsatz der internen Reflexion oder des Grads der Lichtstreuung
innerhalb der Faser ist ein Maß zum
Klassifizieren von Glanz, Glitzer und Anschmutzbarkeit. Je niedriger
der Glanzwert, desto niedriger der Glitzer und desto besser die
Schmutzverbergungsfähigkeit
des Teppichs. Zur Messung der internen Reflexion von Teppichgarnen
kam der „Glycoltest" zur Anwendung. Die
Reflexion von einem Standardvelour, auf der Haspelkufe gefärbt, Nr.
2038A, grau meliert, wurde vor und nach dem Eintauchen in Glycol gemessen.
Durch das Vorhandensein von Glycol wird die Reflexion von den Faseroberflächen aufgrund
der Ähnlichkeit
des Brechungsindex zwischen Glycol und Nylon 6,6 unterdrückt. Die
relative Reduktion der Reflexion erwies sich als reproduzierbares
und zuverlässiges
Maß für den Prozentsatz
der externen Reflexion von Garnen. Die interne Reflexion wird durch
Subtrahieren der externen Reflexion von Einhundert berechnet.
-
Um
die externe Reflexion zu erhalten, wird ein Colorgloss-Colorimeter,
Lichttyp C/100 verwendet. Bei CIE-L* handelt es sich um einen numerischen
Wert für
die Helligkeit einer Probe aus 0–100 (null = schwarz, 100 =
weiß).
L*1-Wert: Helligkeit der ohne Glycol gemessenen Probe. L*2-Wert:
Helligkeit der in Glycol gemessenen Probe.
-
-
Die
Ergebnisse dieses Tests sind in Tabelle 2 unter der Überschrift „Interne
Reflexion" angezeigt.
-
Der
Glitzer von zwei Testbeispiel-Proben und zweier Vergleich-Teppichproben,
die beide mit einem hochintensiven Licht bestrahlt wurden, wurde
ebenfalls subjektiv-visuell
ermittelt. Ein Einstufungssystem mit einem höchsten Glitzerwert = „1" und einem niedrigsten
Glitzerwert = „4" kam zur Anwendung.
Die Ergebnisse dieses Tests sind in Tabelle 2 unter der Überschrift "Glitzer" angezeigt.
-
Teppichdeckvermögen
-
Das
Deckvermögen
wurde durch Einstufung der Lichtdurchlässigkeit durch die Teppichproben,
die nur einen Erstträger
aufwiesen, subjektiv ermittelt. Je niedriger die Lichtdurchlässigkeit,
desto höher
das Deck- oder Bauschvermögen
im Teppich. Die Ergebnisse dieses Tests sind in Tabelle 2 unter
der Überschrift „Deckvermögen" angezeigt.
-
Teppich-Anschmutzbarkeit
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Die
Anschmutzbarkeit eines Teppichs wurde unter Verwendung des „Tetrapod"-Verfahrens gemessen, das
eines von vier momentan populären
Testverfahren ist. Diese Testverfahren umfassen: (1) Schmutzverbergungtrocken;
(2) Schmutzverbergung-feucht; (3) Schmutzabweisung-trocken; und
(4) Schmutzabweisung-feucht. Die Ergebnisse der schmutzverbergenden
Eigenschaften sind nachstehend in Tabelle 3 angezeigt.
-
Zu
den Tetrapod-Tests gehören
eine Reihe von zylindrischen Trommeln mit jeweils einem Durchmesser
von 20 cm und einer Länge
von 20 cm. Jede Trommel wurde auf vier Rollen um ihre zylindrische
Achse gedreht. In das Trommelinnere wurde ein vierbeiniger „Geher" mit „Gummi"-Sohlen am Ende eines
jeden Beins plaziert. Der „Geher" verfügt in der
Mitte über
ein „Loch", in das man Schmutz
legte, der durch ein Sieb in Position gehalten wurde. Das (die)
Teppich-Stück(e)
(Gesamtfläche
19 cm × 62
cm) wurden mit Metallklammern gegen die Innenfläche der Trommel gehalten. Der „Geher" wurde in das Trommelinnere
gesetzt, und das Ganze wurde bei 50 Umdrehungen pro Minute gedreht. Über einen
Zeitraum von etwa 10 Minuten fielen etwa drei Gramm Schmutz durch
das Sieb und verteilten sich gleichmäßig über dem Teppich.
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Schmutzverbergung-trocken
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Dabei
handelt es sich um den „Tetrapod"-Standardtest, der
der einzige Schmutztest ist, der allgemein Anwendung findet. Jede
19 cm × 62
cm große
Teppichprobe wurde jeweils einzeln geprüft. Die Tests dauerten 3 Stunden
und 20 Minuten (10.000 Umdrehungen) an. Nach Ablauf dieses Zeitraums
ist der gesamte Schmutz in den Teppich getreten worden. Durch Staubsaugen
kann das Erscheinungsbild des Teppichs nicht geändert werden, so daß man normalerweise
davon absieht. Jede Teppichprobe wurde visuell mit einem Teppich-Kontrollstück verglichen,
das sich ebenfalls 10 000 Umdrehungen lang in der Trommel befunden
hat, jedoch nicht im Beisein von Schmutz. Der Vergleich erfolgte
unter Standardbeleuchtungsbedingungen unter Verwendung einer Grauskala
[Deutsche Industrienorm (nachstehend „DIN") 54002].
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Die
Ergebnisse von mindestens drei unabhängigen Beobachtern wurden gemittelt,
wobei eine „Note" von 1 (schmutzig)
bis 5 (sauber) vergeben wurde. Dabei waren halbe und viertelte Noteneinstufungen
möglich, die
in ihrer Gesamtheit einundzwanzig unterschiedliche „Noten" definierten.
-
Schmutzverbergung-feucht
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Der
grundlegende Unterschied bei diesem Test war, daß der Teppich unmittelbar bevor
er in die Trommel gelegt wurde mit 6 ml Wasser besprüht worden
war. Vor dem visuellen Vergleich muß der Teppich trocknen.
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Schmutzabweisung-trocken
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Bei
den Schmutzverbergungstests hat der Schmutz keine Wahl: er landet
unweigerlich im Teppich. Ziel der Schmutzabweisungstests ist es,
dem Schmutz eine Wahl zu geben, nämlich zwischen einem von zwei
Teppichen oder dem Staubsauger.
-
Zwei
unterschiedliche Teppichproben, von denen eine jede 31 cm × 19 cm
maß, wurden
in die Trommel gelegt. Der Test wurde 10 Minuten (500 Umdrehungen)
lang durchgeführt,
wobei danach der gesamte Schmutz den Behälter verlassen hatte und sich
auf oder im Teppich befand. Der Teppich wurde dann unter Verwendung
eines Stiel-Staubsaugers
mit rotierender Bürste
gesaugt. Verwendet wurde der von der Firma Nilsfisk als „Nilsfisk
GS 21" vertriebene
Staubsauger. Jedes getestete Stück
wurde dann mit einem ungetesteten Stück des gleichen Teppichs unter
Verwendung des vorstehend beschriebenen Notengebungsverfahrens verglichen.
-
Schmutzabweisung-Feucht
-
Hat Ähnlichkeit
mit dem Trockentest. Jedes Stück
Teppich wurde unmittelbar vor dem Test mit (3) ml Wasser besprüht. Nach
dem Test ließ man
die Proben vor dem Staubsaugen über
Nacht trocknen.
-
Teppichabnutzung
-
Der
Teppich wurde unter Verwendung des (1) statischen Belastungstests;
(2) des Vetterman-Trommeltests und des (3) Stuhlrollentests gemessen.
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Statische Belastung
-
Die
statische Belastung wurde gemäß DIN 54316
unter Verwendung eines Stuhlbeintests gemessen, um das Kompressionsverhalten
einer Teppichprobe zu ermitteln, die zwei Stunden lang mit einem
Druck von 2,2 kg/cm2 belastet wurde. Nach
einer sechzigminütigen
Dekompressionszeit wurde die verbleibende Kompressionstiefe gemessen.
Die ursprüngliche
und finale Teppichpolhöhe
ergibt eine Be wertung basierend auf einer Formel nach DIN 54316.
Je höher
die Bewertungszahl, desto besser das Leistungsverhalten.
-
Vetterman-Trommel
-
Die
Veränderung
des Erscheinungsbilds des Teppichs unter mechanischer Belastung
wurde durch Befestigen der Teppichprobe im Inneren der Metalltrommel
mit einem Innendurchmesser von siebzig (70) cm nach DIN 54328 getestet.
Die Trommel wurde 22.000 Umdrehungen gedreht, wobei die Drehrichtung
alle fünf Minuten
umgekehrt wurde. Während
der Umdrehung wurde eine 7,6 kg schwerer runde Stahlkugel, die mit vierzehn
Gummistiften versehen war, über
den Teppich gerollt. Die Beurteilung oder Klassifizierung der Veränderung
des Teppicherscheinungsbilds erfolgt subjektiv-visuell, wobei das
Leistungsverhalten umso besser war, je höher die Bewertungszahl.
-
Stuhlrollentest
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Die
Eignung eines Teppichs bezüglich
einer Abnutzung oder Belastung durch die Rollen eines Bürostuhls
wurde durch den Stuhlrollentest nach DIN 54324 getestet. Nach 5.000
bis 25.000 Umdrehungen erfolgt eine subjektiv-visuelle Klassifizierung
der Veränderung
des Erscheinungsbilds des Teppichflors nach DIN 54328 statt. Je
höher die
Bewertungszahl, desto besser war das Leistungsverhalten des Teppichs.
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Die
Ergebnisse der Teppichabnutzungseigenschaften sind nachstehend in
Tabelle 4 angezeigt.
-
BEISPIELE
-
Es
wurden drei Ausführungsformen
eines gebauschten 6,6-Nylon-Endlosgarns („BCF"-Garn) entsprechend der vorliegenden
Erfindung („Testbeispiele") erzeugt und mit
zwei bekannten gebauschten 6,6-Nylon-Endlosgarnen (Vergleichsbeispielen)
mit jeweils einem massiven trilobalen und einem hohlen viereckigen Querschnitt
verglichen. Das Nylon-6,6-Polymer, das für alle Garne verwendet wurde,
wies eine relative Viskosität
von 75–80
RV auf und enthielt außer
TiO2 keine mattierenden Zusatzstoffe. Bei
allen Garnen wurden identische Verfahrensvoraussetzungen zum Spinnen,
Ziehen und Bauschen angewendet.
-
Die
Beispielsgarne gemäß der vorliegenden
Erfindung waren wie folgt:
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Testbeispiel 1
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Ein
trilobales Hohlfilamentgarn, das in 2A dargestellt
ist, mit vierundsechzig (64) Fäden
und 1360 dtex, das unter Verwendung der in 2B dargestellten Spinndüse hergestellt
wurde.
-
Testbeispiel 2
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Ein
trilobales Hohlfilamentgarn, das in 1A dargestellt
ist, mit vierundsechzig (64) Fäden
und 1360 dtex, das unter Verwendung der in 1B dargestellten Spinndüse hergestellt
wurde.
-
Testbeispiel 3
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Ein
trilobales Hohlfilamentgarn, das in 6A dargestellt
ist, mit vierundsechzig (64) Fäden
und 1360 dtex, das unter Verwendung der in 6B dargestellten Spinndüse hergestellt
wurde.
-
Die
Vergleichsgarne waren wie folgt:
-
Vergleich A
-
Ein
trilobales, massives Filamentgarn mit achtundsechzig (68) Fäden und
1260 dtex, wie z. B. das von der Firma E. I. du Pont de Nemours
and Company als „DuPont
1301-O bright solid trilobal" (hell,
massiv, trilobal) vertriebene Garn mit einem Modifikationsverhältnis von
2,6.
-
Vergleich B
-
Ein
viereckiges Hohlfilamentgarn mit vierundsechzig (64) Fäden und
einer linearen Dichte von 1360 dtex, wie z. B. das von der Firma
E. I. du Pont de Nemours and Company als „DuPont 1401-D bright square four-hole
cross-section" (hell,
viereckig Vierlochquerschnitt) vertriebene Garn mit einem Hohlraumprozentsatz von
14,6 und einem Modifikationsverhältnis
von 1,4.
-
Die
optischen Eigenschaften der Garne mit einem TiO2-Anteil
von 0,02% (hell) wurden durch die für Glanz und Glitzer beschriebenen
Verfahren ermittelt, und die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle
1 angezeigt.
-
-
Teppich:
Zur Veranschaulichung der Erfindung in bezug auf optische, Deck-/Bausch-,
mechanische sowie Anschmutzeigenschaften wurden Velourteppiche der
BCF-Garne mit nachstehenden
Teppichkonstruktionen hergestellt und geprüft: 68–77 Stiche/10 cm (1/10 Gauge
(Fadenanzahl/38,1 mm) (1/10 Zoll-Gauge), 570 g/m2 Polgewicht,
6 mm Polhöhe.
Dann Nr. 2038A grau meliert, Latex- und „ActionBac"-Erststräger für Beständigkeit des Aussehens, Nr.
9719 Säurebeige,
Latex für
Anschmutzbarkeit.
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Die
Ergebnisse der optischen sowie Deck-/Bauscheigenschaften sind nachstehend
in Tabelle 2 angezeigt.
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Ergebnisse
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Die
Garn- und Teppichergebnisse, die in den Tabellen 1–4 gezeigt
sind, ergeben eine signifikante Glitzer-/Glanzreduktion und Verbesserung
des Deckvermögens
der erfindungsgemäßen trilobalen
Hohlfaden- oder -faserprodukte gegenüber den bekannten massiven
trilobalen und viereckigen Hohlquerschnitts- Faden- oder Faserprodukten.
Das Teppichabnutzungs- und Anschmutzverhalten der neuen trilobalen
Hohlfasern ist zudem besser als bei massiven Trilobalfasern.
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Aus
der vorstehenden Erörterung
ist zu ersehen, daß sich
die vorliegende Erfindung auf multilobale Fäden bezieht, die Licht in diffuser
Weise reflektieren, was zu einem verminderten Glitzern führt. Die
erfindungsgemäßen Fäden weisen
ein gutes Schmutzverbergungs- und Deckvermögen auf, ohne zu Lasten der Trittfestigkeit
zu gehen und ohne das Volumen des Polymermaterials in der Faser
zu erhöhen.
Die Erfindung ermöglicht
die Verwendung von weniger polymerischem Material, da der Hohlraumanteil
höher ist
als bei herkömmlichen
Hohlfäden.
Dies führt
dazu, daß weniger Material
verarbeitet, entsorgt und/oder recycelt wird. Solche Fäden sind
für Teppiche
und andere Textilprodukte besonders geeignet, die ein hohes Deck-,
gutes Anschmutz- und
Dauerhaftigkeitsverhalten sowie eine natürliche glitzerfreie Glanzgebung
aufweisen sollen. Werden die Fäden
in Kleiderstoffen verwendet, ermöglichen
die Fäden
der Erfindung eine gute Wärmeisolierung.
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Fachleute,
die mit den Lehren der vorliegenden Erfindung, die vorstehend angeführt sind,
vertraut sind, können
an derselben zahlreiche Modifizierungen vornehmen. Es wird darauf
hingewiesen, daß solche Modifizierungen
innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung, der durch
die angehängten
Ansprüche
definiert ist, vorgenommen werden können.
